黄显雅 陈涛 金刚 覃旭 杨祥燕 彭欣怡 崔明勇
摘 要 2017年11月下旬至12月,广西壮族自治区亚热带作物研究所龍舌兰种质资源圃小气候出现两次低于18℃的低温天气,持续时间分别为6 d和30 d。低温天气使得16份龙舌兰种质资源遭受寒害,占龙舌兰种质资源的44%,受害等级在1~4级。本文介绍龙舌兰种质资源圃小气候气温和龙舌兰种质受灾情况,讨论了龙舌兰种质受害程度与植物种类和栽培方式的关系,并对灾后恢复提供对策。
关键词 寒害调查 ;龙舌兰 ;种质资源 ;低温 ;小气候
中图分类号 S59 文献标志码 A Doi:10.12008/j.issn.1009-2196.2018.09.013
Abstract From late November to December 2017, there were two rounds of cold weather (temperature below 18 degrees Celsius) occurring in the Agave Germplasm Collection of Guangxi Subtropical Crops Research Institute. The low temperature events lasted for 6 days and 30 days, respectively. There were 16 accessions of Agave germplasm suffering from cold injury, which accounted for 44% of the total accessions of the Agave germplasm. The cold injury severity of these germplasm was listed in the grades of 1~4. The microclimatic temperature and cold injury of Agave germplasm in the Agave Germplasm Collection were described, and the relationship between cold injury severity, accessions and cultivation models were discussed, based on which some countermeasures to recover the Agave germplasm injured were put forward.
Keywords cold injury ; Agavaceae ; germplasm resources ; low temperature ; microclimate
龙舌兰科植物是我国热带和亚热带地区主要的纤维作物和观赏植物,原产于墨西哥尤卡旦半岛。龙舌兰根状茎、茎短粗壮,叶通常聚生于茎的基部或基部之上,分布于热带、亚热带干燥半荒漠地区,最适生长温度为18~28℃[1],包括20属670种植物[2],有超过8个属101个种分布于我国[3]。广西亚热带作物研究所龙舌兰种质资源圃(E:108°20′35″;N:22°53′54″)是南宁地区主要的龙舌兰种质资源保存基地之一,现保存有龙舌兰科种质资源36份,涵盖龙舌兰属、虎尾兰属、万年兰属等6个属,占地面积0.52 hm2。自2008年冬季全国范围受强冷空气影响造成大规模植物寒害后[4-6],2018年1月上旬,该龙舌兰种质资源圃再次遭受小范围寒害。为此,笔者调查小气候持续低温湿冷对龙舌兰种质资源圃内植物的影响,分析遭受寒害植物的种类及受害程度与植物种类和栽培方式的关系,旨在为今后龙舌兰科植物栽培管理提供技术参考。
1 龙舌兰寒害调查方法
于2018年1月3日调查广西亚热带作物研究所龙舌兰种质资源圃受灾情况。本次调查对所有植株进行统计,调查植株外围大于45°角的叶片寒害表征情况,寒害分级标准参考中华人民共和国农业行业标准剑麻栽培技术规程寒害分级指标(NY/T 222-2004)[7]。
2 龙舌兰种质资源圃气象情况
表1是田间数据采集仪收集到的2017年11月2日至12月31日共计40 d的气象数据(RP-9100A农田环境自动监测系统,北京雨根科技有限公司,中国)。由数据可知,11月22日至12月31日出现两段日平均气温长时间持续低于18 ℃的天气,其中一段时间为11月22~27日,持续时间为6 d,其中11月23~25日连续 3 d日最低气温为9℃,日最高气温分别为10.3、11.8和12℃;另一段为12月2日至12月31日,持续时间为30 d,最低气温4.7℃,出现在12月18日,当日最高气温为15.2℃。
通过数据分析还可知,日最低气温、日最高气温和日平均气温低于18℃的天数分别为38、20和36 d,所占比例分别为95%、50%和90%。图1表示的是2017年11月22至12月31日的日高低温差。由图1可知,日高低温差波动较大,最大温差为15.7 ℃,出现在12月21日;最小温差为1 ℃,出现在12月13日。
3 龙舌兰种质资源寒害情况
调查发现,受灾种质占龙舌兰种质资源的44.44%,各寒害级别种质数量分别为4级4份、3级1份、2级3份、1级8份,占受灾种质数量比例分别为25%、6.75%、18.75%和50%。
龙舌兰种质资源寒害调查结果见表2。
经过调查,发现虎尾兰、皮带麻、朱蕉及金边毛里求斯植株外围叶片表现出严重的寒害表征,受害率达到100%,寒害级别为4级。与虎尾兰等种质资源情况相似,劲叶龙舌兰、黄纹万年麻、亚洲马盖麻和狐尾龙舌兰等4份种质资源受害率均达到100%,其中劲叶龙舌兰寒害级别为3级,黄纹万年麻、亚洲马盖麻和狐尾龙舌兰寒害级别为2级。金边长叶虎尾兰、蓝剑麻、缝线麻等8份种质资源叶片受害面积<1/5,受害率均超过60%。图2是部分受灾的龙舌兰种质。
4 结论与建议
寒害是由高于冰点低温持续几天或几小时导致植株组织结构受到严重伤害的一种自然灾害。低温会引起细胞膜结构改变,使得膜通透性增加、胞内溶质外渗,并引起植物新陈代谢紊乱,最终导致植株死亡[8]。由本次调查结果可知经过长时间、高强度低温天气会引发龙舌兰科植物寒害。不同品种龙舌兰科植物对温度敏感程度不同,经过两次降温,遭受寒害的龙舌兰种质占龙舌兰种质资源的44%,且多为绿化常用品种。虎尾兰、皮带麻、朱蕉和金边毛里求斯对低温最敏感,当低温天气出现时,超过一半的叶面表现出寒害症状,外部叶片坏死。劲叶龙舌兰、黄纹万年麻、亚洲马盖麻和狐尾龙舌兰对低温天气较敏感,出现低温天气时,叶片会出现寒害斑纹,但受害面积及受害程度较皮带麻等4份种质资源轻。金边虎尾兰、蓝剑麻和缝线麻等8种植物对低温感应度一般,仅在叶面上出现少量黄色寒害斑纹。值得注意的是,受害植株外部成熟叶片均呈现出寒害表征,这与福建省龙舌兰麻类寒害调查组[9]提出的寒害表征与叶片着生方位有关的论点相悖,可能原因在于调查组调查地点位于山区,植物生长受地理环境影响。此次调查还发现,除上述16份材料遭受寒害外,H.11648、银边假菠萝麻、金边龙舌兰及自主选育的抗寒品种桂辐4号等20份种质资源没有出现寒害表征。种质资源圃的36份龙舌兰科种质的抗寒能力由弱到强依次是虎尾兰、皮带麻、朱蕉、金边毛里求斯<劲叶龙舌兰<黄纹万年麻、亚洲马盖麻、狐尾龙舌兰<金边长叶虎尾兰、蓝剑麻、缝线麻等8份种质资源 不同种类龙舌兰对低温耐受力不同,因此在户外的园林观赏和绿化种植等的方面,尤其是同纬度地区(E:108°20′35″;N:22°53′54″),可多选择银边假菠萝麻和金边龙舌兰等观赏价值高、抗寒性好的品种。种植金边毛里求斯和黄纹万年麻等抗寒性较差的品种,最好用于温室种植。若采用露天种植,则需在温暖的季节定植,在降温前适当控制水分,同时增施钾肥、钙肥,若有必要可建立防护林网以减轻寒害影响;也可在进入低温天气前,将植株覆盖保温膜并用绳子固定的进行防寒保护[9]。 灾后恢复需待气候回暖后选择晴朗干爽天气,及时将受灾叶片从基部割除,并在后期种植中合理控制水肥,并增施肥料(有机肥、氮磷钾费、石灰等[12])增强植株抵抗力。 参考文献 [1] 陈水龙. 天南星科、龙舌兰科、棕榈科观叶植物在闽中地区的引种适应性[J]. 亚热带植物科学,2006,35(4):45-48. [2] 黄威廉. 世界龙舌兰科族属分类及地理分布[J]. 贵州科学,2016,34(1):1-4. [3] 裴超群,陶玉兰,李海连. 龙舌兰科植物资源调查报告[J]. 广西热作科技,1997(1):15-21. [4] 陈 霞,劉洪景,赵晓辉,等. 江门市园林植物寒害浅析[J]. 广东园林,2008,30(4):77-80. [5] 温远光,韩春子,朱宏光,等. 2008年春节前后南宁市园林植物寒害情况及恢复建议[J]. 安徽农业科学,2008,36(20):8 658-5 689. [6] 陈豪军,潘祖建,陆祖双,等. 广西亚热带作物研究所植物种质资源寒害调查简报[J]. 广西职业技术学院学报,2008,1(6):8-12. [7] NY/T 222-2004. 中华人民共和国农业行业标准剑麻栽培技术规程寒害分级指标[S]. [8] 朱栗琼,招礼军,陶世红,等. 广西大学校园绿化植物寒害及恢复情况调查[J]. 广西农学报,2008,增刊(23):88-90. [9] 福建省龙舌兰麻类寒害调查组. 1974年福建南半部龙舌兰麻类寒害调查总结[J]. 亚热带植物科学,1975(2):3-14. [10] 宋正达,朱洪武,陈梅香. 龙舌兰属三种多肉植物的耐寒性测试[J]. 黑龙江农业科学,2014(11):174. [11] 张学财,周文钊,李俊峰. 低温胁迫下4个剑麻品种的SOD、POD、CAT变化[J]. 中国热带农业,2009(4): 47-50. [12] Sheen J. Ca2+-dependent protein kinases and stress signal transduction in plants[J]. Science, 1996, 274: 1 900-1 902.